金属有机框架材料对Cr(Ⅵ)离子的吸附去除研究进展

重金属离子污染问题一直备受关注.开发利用多孔材料吸附去除水中重金属离子一直是材料、环境等相关学科领域的研究热点之一.金属有机框架材料(metal-organic frameworks,MOFs)是一类新型的多孔材料,具有结构多样、比表面积大、孔径可调、孔表面特征易设计调控等特点,在气体分离、催化、传感等领域表现出极大的...     

多孔聚离子液体-对二乙烯基苯聚合物材料的合成与吸附Cr(Ⅵ)性能研究

为了获得孔道更加稳定、比表面积较大的聚离子液体,向咪唑离子液体中引入刚性基团苯环,成功得到BET比表面积约为200 m~2·g~(-1)左右的介孔型聚离子液体材料,对实验所得的产物聚离子液体-对二乙烯基苯进行了性质与结构的表征。并将PIL-DVB应用于Cr(Ⅵ)的吸附,进行了吸附等温线、吸附动力学的研究,其对Cr(Ⅵ)的吸附量可达到273 mg·g~(-1),通过实验与计算结合的方法对吸附机理进行了探究。     

荞麦皮生物吸附去除水中Cr(Ⅵ)的吸附特性和机理

农业废弃物荞麦皮作为生物吸附剂去除水中Cr(Ⅵ),研究了荞麦皮对Cr(Ⅵ)的去除动力学以及溶液pH、吸附剂用量和Cr(Ⅵ)初始浓度对去除效率的影响;通过FT-IR,XPS,SEM-EDX对荞麦皮表面组成和结构进行表征,探索荞麦皮去除Cr(Ⅵ)的机理.结果显示:荞麦皮对Cr(Ⅵ)有很高的去除效率.常温下5.0 g·L-1的荞麦皮在pH=2.0下对100 mg·L-1 Cr(Ⅵ)溶液的去除率可达99.87%.荞麦皮对Cr(Ⅵ)的去除率随溶液pH降低而升高,在pH=2.0时达到最大;随吸附剂用量增加而增大;随Cr(Ⅵ)初始浓度增加而减小.单位质量荞麦皮对Cr(Ⅵ)的去除量随吸附剂用量增加而减小;随Cr(Ⅵ)初始浓度增加而增加,最后趋于稳定.在20℃,pH=2.0,吸附用量为5.0 g·L-1时,荞麦皮对Cr(Ⅵ)的最大去除容量约为36.4 mg·g-1.荞麦皮吸附去除Cr(Ⅵ)的过程符合准二级吸附动力学.FT-IR,XPS和SEM-EDX分析结果表明:荞麦皮是一个多孔材料,表面存在羧基、氨基、羟基等活性基团;荞麦皮对Cr(Ⅵ)的去除是一个吸附-还原耦合的过程,包括Cr(Ⅵ)在荞麦皮表面上的静电吸附,以及此后的固相还原和对还原态的Cr(Ⅲ)再吸附;Cr(Ⅲ)的吸附主要是通过与荞麦皮表面的羧基、氨基的配位,以及与其中的阳离子发生离子交换作用实现的.     

金属有机框架材料的研究进展

金属有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)材料是一类由有机配体与金属中心经过自组装形成的具有可调节孔径的材料。与传统无机多孔材料相比,MOFs材料具有更大的比表面积,更高的孔隙率,结构及功能更加多样,因而已经被广泛应用于气体吸附与分离、传感器、药物缓释、催化反应等领域中。新兴材料的出现极大地促进了各个学科间的相互发展,本文综述了近年来MOFs材料的研究发展,包括MOFs材料自身的特点、国内外发展现状、应用领域以及复合MOFs材料的研究热点,并对今后的发展进行了展望。     

金属有机框架材料吸附性能应用的研究

金属有机框架材料(MOFs)是一种多孔聚合物材料,其相关研究近年来取得迅速发展。MOFs是以金属离子为中心,桥连的有机配体作为支撑经延伸形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料[1]。由于其较强的功能性、较高的比表面积、超高的孔隙率以及可调控的孔道结构[2],MOFs在储气、分离、催化、载药和光学等领域受到了极大的重视,并具有广泛的应用前景。本文从MOFs材料的结构设计出发,介绍近几年MOFs材料在能源气体(H2、CH4)的储存,H2S、CO2、有机气体分子的捕集以及医学领域(对于一些药物的吸附装载)的研究进展,并对MOFs材料在应用上存在的问题进行了阐述,对其未来的发展趋势作出展望。     

金属有机框架材料用于去除环境污染物研究进展

金属-有机框架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是以有机配体为连接体以及以金属离子或金属离子簇为节点,由配位键自组装形成的具有周期性结构的金属配位聚合物.自20世纪以来,MOFs的研究取得了突破性的进展.研究发现,MOFs不仅在光、电、磁、催化方面具有潜在的应用前景,而且在识别与交换、存储与吸附、化合物的选择性分离等方面也具有日益广泛的应用,正在发展成为一种新型多功能材料.近年来,研究人员对MOFs在吸附去除各种环境污染物机理和应用进行了较为系统深入的研究.本文就以下几方面进行阐述:MOFs对农药分子的吸附去除;水中有机染料分子与PPCPs(药物及个人护理产品)的吸附去除;水中重金属离子的吸附去除;大气中PMs(悬浮颗粒物)的吸附去除四个部分.     

油茶果壳活性炭的制备及其对Cr(Ⅵ)的去除

利用磷酸活化法制备油茶果壳活性炭,并将其作为吸附剂用于去除水溶液中的Cr(Ⅵ),同时探讨了不同参数(Cr(Ⅵ)的初始浓度、吸附剂的用量、pH、温度等)对油茶果壳活性炭吸附Cr(Ⅵ)的影响。结果表明:当温度为293 K,Cr(Ⅵ)初始浓度为250 mg/L,pH为2.0时,Cr(Ⅵ)的最大吸附量可达165.0 mg/L。根据吸附动力学原理,发现其吸附过程遵循拟二级动力学模型。Cr(Ⅵ)的去除程度随Cr(Ⅵ)初始浓度的升高而增加,且其平衡数据与Freundlich模型拟合良好。     

不同类型阴离子交换树脂对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

通过静态吸附实验、动力学实验,从3种吸附去除Cr(Ⅵ)的离子交换树脂中优选出DEX-Cr树脂,研究了pH、温度对其交换性能的影响,进一步对树脂的动态吸附-再生性能和重复使用稳定性进行了考察。结果表明DEX-Cr树脂对Cr(Ⅵ)的吸附去除效果好,且重复使用稳定性高,可以作为分离去除Cr(Ⅵ)的高效吸附剂。     

共价有机框架材料在吸附领域的研究进展

共价有机框架材料(Covalent Organic Frameworks,COFs)是由有机结构单元通过共价键连接的具有期性结构的多孔化合物。共价有机框架材料具有永久的孔隙、高的比表面积、可调的孔径、易于功能化和高的水热稳定性等优点,广泛应用于许多领域。本文总结了COFs目前主要的合成方法,介绍了COFs在吸附领域的应用和发展。最后,文章指出未来的研究重点是发展更多有机反应和键连方式,合成具有高度稳定性和结晶度、成本低廉的功能性材料。     

超积累植物李氏禾叶细胞干粉对Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

借助拟合吸附动力学和等温热力学方程,研究了湿生超积累植物李氏禾叶细胞干粉对Cr(VI)的吸附性能.考察了pH值、吸附时间等多种因素对吸附性能的影响;利用扫捕电镜(SEM),X射线能谱(EDS)对李氏禾干粉表面形貌及元素分布进行了表征,结果表明,该吸附是单分子吸附的伪二级动力学过程,吸附过程包含两个步骤:Cr(VI)离子通过静电作用富集在十粉材料表面,随后干粉表面存在的功能配位官能团会与Cr(VI)发生化学作用.结合红外光谱图发现对铬起吸附作用的主要是含O,N功能原子的配位官能团,并且不同功能原子与Cr(VI)的作用方式不同.     

维铜基配位聚合物的合成、结构和离子对其吸附Cr(Ⅵ)的影响

配位聚合物通常具有较大的比表面积和结构容易调控的特点,能有效地吸附去除水中的Cr(Ⅵ)。以4,4''-联吡啶（bipy）、1,3-间苯二乙腈（1,3-dab）、Cu （ClO₄）₂·6H₂O为原料,通过水热合成的方法成功合成了二维铜基配位聚合物：{[Cu （bipy）₄（1,3-dab）][Cu （bipy）₂（ClO₄）₂]（ClO₄）₂·（1,3-dab）}_n （1）。利用红外、X射线单晶衍射、元素分析、X射线光电子能谱等表征方法对1的结构进行测试分析。结果表明,1属于正交晶系P222₁空间群,a=1.115 52（5） nm,b=1.116 66（4） nm,c=3.116 84（15） nm,V=3.882 5（3） nm³。吸附Cr(Ⅵ)的性能研究表明,吸附剂1的最佳投料浓度为0.04 g·L^-1;在pH=3~9的范围内均具有较好的吸附性能和pH适应性,并且在pH=5时吸附性能最好,吸附容量能达到250 mg·g^-1。离子共存实验表明离子浓度越大、价态越高,它们对1吸附Cr(Ⅵ)的影响就越明显,并且阴离子的抑制作用高于金属阳离子,作用大小顺序： PO₄^3->SO₄^2->CO₃^2->Cl^->HCO₃^->NO₃^-。     

五乙烯六胺改性金属有机骨架材料MIL-101(Cr)对CO_2的吸附性能

采用溶剂热法合成金属有机骨架材料MIL-101(Cr),用回流法将五乙烯六胺(PEHA)负载到MIL-101(Cr)孔道中的不饱和金属位点上,使用扫描电镜、粉末X射线衍射、氮气物理吸附、元素分析和傅里叶变换红外光谱等表征手段考察材料的结构和形貌,测试氨基改性前后的MIL-101(Cr)在25℃、不同压力下对CO_2的吸附效果。结果表明,负载0.24 m L五乙烯六胺后的MIL-101(Cr)对CO_2的吸附效果最好,在25℃、常压下对CO_2的饱和吸附量可达58.944 mg/g,相比未负载五乙烯六胺的MIL-101(Cr)吸附量(CO_2饱和吸附量为44.208 mg/g)增加了33%。随着吸附压力的增加,MIL-101(Cr)和0.24PEHAM IL-101(Cr)对CO_2的饱和吸附量逐渐增加,当吸附压力为1.1 MPa时,两者的吸附量分别为1 147.59和1 256.74 mg/g,表明该类材料在高压下对CO_2有着良好的吸附效果。     

单宁微球对Cr（Ⅵ）的吸附性能

利用单宁微球吸附Cr（Ⅵ）,探讨了温度、pH值、Cr（Ⅵ）初始质量浓度等因素对单宁微球吸附性能的影响,并分析了其吸附等温曲线。结果表明,单宁微球对Cr（Ⅵ）具有很好的吸附效果,吸附量可达到45.5 mg/g。单宁微球对Cr（Ⅵ）的去除率随吸附时间的延长而增大,5 h后基本达到平衡。温度对单宁微球吸附Cr（Ⅵ）的影响比较...     

Cr(Ⅵ)离子在CdS催化剂上的吸附及光催化还原

Cr(Ⅵ)在CdS光催化剂上具有较强的暗态吸附,适当的热处理会增强Cr(Ⅵ)离子的吸附;在未经热处理的CdS催化剂上,Cr(Ⅵ)的吸附表现为接近于一个吸附单层的特征,而当催化剂经过了300℃的热处理,Cr(Ⅵ)离子在催化剂表面上的吸附会增加,吸附表现为超过一个单层的特征。热处理过程同样会增加催化剂的光催化活性。对于整个光催化反应而言,吸附过程是反应的控制步骤。Cr(Ⅵ)的光催化还原伴随CdS催化剂的光腐蚀。     

改性蔗髓重金属吸附剂去除水中Cr(Ⅵ)的动力学研究

对甘蔗渣预处理后以Na OH和二硫化碳改性转型合成重金属吸附剂。实验结果表明,改性后蔗髓纤维(MSCB)投加量为4 g/L,对50 mg/L Cr(Ⅵ)的最大吸附量为9.8 mg/g,平衡时间为30~60 min,去除率达98.05%,出水浓度0.78 mg/L,比改性前蔗髓纤维对Cr(Ⅵ)的吸附率(23.7%)提高了74.35%。MSCB对Cr(Ⅵ)的吸附进行Langmuir与Freundlich等温吸附方程拟合,更符合Langmuir单分子化学吸附;对吸附动力学拟合模型分析,吸附过程更符合准二级速率方程;吸附热力学模型显示该吸附为自发进行的吸热反应且是熵增过程。     

铬-对苯二甲酸MOF的框架异构：MIL-88B(Cr)和MIL-101(Cr)

可以通过简单地控制乙酸浓度的方法,在相似的水热合成条件下合成2种同一家族的金属有机框架材料(MOFs):MIL-88B(Cr)和MIL-101(Cr)。在相对较低的乙酸浓度下,可以得到平均粒径为100 nm的MIL-101(Cr),并拥有很高的BET比表面积(3543 m^2·g^-1)。而在相对较高的乙酸浓度下,则可得到另一种具有“呼吸”特性结构的MOF——MIL-88B(Cr)。利用粉末X射线衍射、扫描电镜、N2吸附-脱附分析、热重分析等对它们的结构、形貌、孔隙率等性质做了详细的分析。     

沉淀剂对水热法制备分等级氧化铁纳米结构及其Cr(Ⅵ)吸附性能的影响

以硫酸铁为铁源、硫脲、氟化钠和尿素分别为沉淀剂,采用水热法成功地制备了分等级微米级球状氧化铁粒子、六方柱状粒子相互交织的微米级氧化铁团聚体等。采用X射线衍射、扫描电镜、N2吸附-脱附、磁滞回线和UV紫外分光光度计等测试手段,对比研究了上述沉淀剂对产物微结构、形貌、织构性质及其对剧毒Cr(Ⅵ)吸附性能的影响。结果表明,以硫脲为沉淀剂制得氧化铁的结晶度最高,其晶粒大小为49.7nm,并具有最高的比表面积13.0m2·g-1、最大的孔容0.092cm3·g-1和平均孔径28.6nm;该氧化铁具有最佳的Cr(Ⅵ)吸附性能,30min即达到吸附平衡,饱和吸附量达202.8mg·g-1,并且符合Langmuir单分子层吸附模型;该氧化铁还具有一定的磁性,通过外加磁场可以实现吸附Cr(Ⅵ)后的吸附剂与溶液的彻底分离,因而在重金属废水处理领域显示出良好的应用前景。     

PPS基叔胺离子交换纤维对Cr(Ⅵ)选择性吸附研究

首次报道通过氯甲基化聚苯硫醚纤维的胺化反应制得一种叔胺型离子交换纤维,研究了Cr2O72-和SO42-共存体系中该纤维对Cr(Ⅵ)的选择性吸附性能。结果表明,该离子交换纤维具有很高吸附容量,SO42-的存在并不影响该纤维对Cr(Ⅵ)的选择性吸附。在溶液pH值为2,Cr(Ⅵ)和SO42-浓度分别为65mg/L和480mg/L条件下,OH-型和SO42-型叔胺离子交换纤维对Cr(Ⅵ)的吸附容量分别为308.09mg/g和335.56mg/g。NaOH溶液可将CrO42-有效洗脱,纤维经过5次吸附-再生循环后,其吸附性能基本保持不变。     

多孔金属有机框架的组装与性能研究进展

对多孔金属有机框架的组装及其对气体的吸附性能的研究进展进行了评述,并对磁性和手性多孔金属有机框架进行了介绍.